(57)【要約】【課題】  エンジン冷却系の冷却部と第２の冷却系の冷却部を備えた単一の放熱器とエアコンコンデンサとを有する多機能クーリングモジュールからなり、第２の冷却系の冷却性能の向上をはかった車両用冷却装置の提供。【解決手段】（１）単一の放熱器２にエンジン冷却系の冷却部３と第２の冷却系の冷却部４を形成し、凝縮部６と過冷却部７を有するエアコンコンデンサ５を放熱器２の前方に配置した車両用冷却装置１において、過冷却部７の後方に第２の冷却系の冷却部４をほぼ位置した車両用冷却装置。（２）エアコンコンデンサ５と放熱器２の冷却部４の位置をずらした車両用冷却装置。（３）第２の冷却系がハイブリッド車のハイブリッド系統の冷却系である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の放熱器を複数の領域に区画して一部の領域をエンジン冷却系の冷却部とするとともに他の領域をエンジン冷却系より低温に維持される第２の冷却系の冷却部とし、凝縮部と過冷却部を有するエアコンコンデンサを前記単一の放熱器の前方に配置した車両用冷却装置において、前記エアコンコンデンサの過冷却部の後方に前記単一の放熱器の前記第２の冷却系の冷却部をほぼ位置させた車両用冷却装置。
【請求項２】
単一の放熱器を複数の領域に区画して一部の領域をエンジン冷却系の冷却部とするとともに他の領域をエンジン冷却系より低温に維持される第２の冷却系の冷却部とし、エアコンコンデンサを前記単一の放熱器の前方に配置した車両用冷却装置において、前記エアコンコンデンサが前記単一の放熱器の前記第２の冷却系の冷却部の前方に位置しないように、前記エアコンコンデンサと前記単一の放熱器の前記第２の冷却系の冷却部の位置をずらした車両用冷却装置。
【請求項３】
前記第２の冷却系がハイブリッド車のハイブリッド系統の冷却系である請求項１または請求項２の車両用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用冷却装置に関し、とくにエンジン冷却系とエンジン冷却系より低温に維持される第２の冷却系とを有する車両の、第２の冷却系の冷却性能を向上させた車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車の冷却装置は、エンジン冷却系とエンジン冷却系より低温に維持されるハイブリッド系（第２の冷却系）とを有しており、たとえば、エンジン冷却水の許容温度は１０８℃、ハイブリッド系の冷却水の許容温度は６５℃とされている。
ハイブリッド系冷却水を許容温度６５℃以下とするために、従来、ハイブリッド車の冷却装置は、図７に示すように、エンジン用ラジエータ（エンジン冷却系の冷却部）３１とハイブリッド系ラジエータ（第２の冷却系の冷却部）３２とを別々に構成し、ハイブリッド系ラジエータ３２をエアコンコンデンサ３３の前方に配置し、エンジン用ラジエータ３１をエアコンコンデンサ３３の後方に配置していた。
【０００３】
この配置の理由は、発熱量と放熱の基礎式
Ｑ＝ＫF （ｔw −ｔa ）
Ｑ  ：発熱量
ＫF ：ラジエータ放熱能力の係数
ｔw ：水温（ハイブリッド系の許容温度は６５℃、エンジン系は１０８℃）
ｔa ：冷却風温度（走行風を３５℃、エアコンコンデンサ通過後は５５℃）
において、エンジン系では大きな気水温度差５３℃（＝１０８℃−５５℃）があるが、ハイブリッド系では、ハイブリッド系ラジエータをエアコンコンデンサの後方に配置すると走行風が上昇（３５℃→５５℃）してしまい、許容温度を６５℃以下とする十分な気水温度差を確保できないので、ハイブリッド系ラジエータをエアコンコンデンサの前方に配置して気水温度差を確保するためであった。
【０００４】
しかし、図７の配置では、つぎの問題がある。
１．放熱器の数が増加（エアコンコンデンサも１個としてカウントすると、２個→３個）し、コストアップを招く。
２．車両前方衝突時のクラッシャブルゾーンがハイブリッド系ラジエータの別設置分減少して、ダメージャビリティが悪化する。
３．エアコンコンデンサ前方気温上昇による、エアコンコンプレッサ消費動力の増加（約１０％）によって、実用燃費が悪化（約２％）する。
【０００５】
上記問題を抑制するには、図８に示すように、ハイブリッド系ラジエータ３２の位置をエアコンコンデンサ３３の後方に移してエアコンコンデンサ３３とオーバラップさせ、かつ、エンジン用ラジエータ３１とハイブリッド系ラジエータ３２を互いに区画させつつ単一の放熱器３４にモジュール化し、エンジン冷却とハイブリッド系冷却の多機能を備えた多機能クーリングモジュールとすることが考えられる。
図８に示した構造に類似の構造は、たとえば、エスティマハイブリッド新型解説書、２００１年６月１５日発行、編集トヨタ自動車株式会社、発行サービス部に見られる。
【０００６】
しかし、図８の構造にも、つぎの問題がある。
ハイブリッド系（第２の冷却系）のラジエータ３２をエアコンコンデンサ３３の後方に配置したためエアコンコンデンサ３３の後方の冷却風温度が上昇（３５℃→５５℃）してしまい、第２の冷却系の冷却水を許容温度の６５℃以下とするに十分な気水温度差を確保することが困難となり、第２の冷却系の冷却性能が低下するか、または、第２の冷却系の冷却性能を確保しようとすると単一の放熱器３４の第２の冷却系の冷却部（ハイブリッド系ラジエータ１２部分）が大型化する。
【非特許文献１】エスティマハイブリッド新型解説書、２００１年６月１５日発行、編集トヨタ自動車株式会社、発行サービス部（２−３１頁、２−３２頁、５−４３頁、５−４４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする問題点は、エンジン冷却系の冷却部と第２の冷却系の冷却部とを単一の放熱器に構成し該放熱器をエアコンコンデンサの後方に配置した多機能クーリングモジュールからなる車両用冷却装置における第２の冷却系の冷却性能低下である。
本発明の目的は、エンジン冷却系の冷却部と第２の冷却系の冷却部を有する単一の放熱器とエアコンコンデンサとを備えた多機能クーリングモジュールからなり、第２の冷却系の冷却性能の向上をはかった車両用冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  単一の放熱器を複数の領域に区画して一部の領域をエンジン冷却系の冷却部とするとともに他の領域をエンジン冷却系より低温に維持される第２の冷却系の冷却部とし、凝縮部と過冷却部を有するエアコンコンデンサを前記単一の放熱器の前方に配置した車両用冷却装置において、前記エアコンコンデンサの過冷却部の後方に前記単一の放熱器の前記第２の冷却系の冷却部をほぼ位置させた車両用冷却装置。
（２）  単一の放熱器を複数の領域に区画して一部の領域をエンジン冷却系の冷却部とするとともに他の領域をエンジン冷却系より低温に維持される第２の冷却系の冷却部とし、エアコンコンデンサを前記単一の放熱器の前方に配置した車両用冷却装置において、前記エアコンコンデンサが前記単一の放熱器の前記第２の冷却系の冷却部の前方に位置しないように、前記エアコンコンデンサと前記単一の放熱器の前記第２の冷却系の冷却部の位置をずらした車両用冷却装置。
（３）  前記第２の冷却系がハイブリッド車のハイブリッド系統の冷却系である（１）または（２）の車両用冷却装置。
【発明の効果】
【０００９】
上記（１）の車両用冷却装置によれば、エアコンコンデンサの過冷却部の後方に第２の冷却系の冷却部をほぼ位置させたので、エアコンコンデンサの過冷却部を通過した冷却風の温度はエアコンコンデンサの凝縮部を通過した冷却風の温度より低く（８℃〜１２℃低い）、第２の冷却系の冷却部における気水温度差を（図８の構造におけるより大きく）確保でき、第２の冷却系の冷却性能の向上をはかることができる。
上記（２）の車両用冷却装置によれば、エアコンコンデンサと第２の冷却系の冷却部の位置をずらしたので、第２の冷却系の冷却部には、エアコンコンデンサを通過していない、したがってエアコンコンデンサで昇温されていない、走行風が流れ、第２の冷却系の冷却部における気水温度差を大きく（図８の構造におけるより大きく）確保でき、第２の冷却系の冷却性能の向上をはかることができる。
上記（３）の車両用冷却装置によれば、第２の冷却系がハイブリッド車のハイブリッド系統の冷却系であるので、冷却水温度を６５℃以下に維持したいハイブリッド系冷却系の要求を満足することができる。また、多機能クーリングモジュールとしたことにより、図７の構造における問題はすべて解決できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の車両用冷却装置を、図１〜図６を参照して説明する。
図１〜図５は本発明の実施例１を示し、図６は本発明の実施例２を示す。本発明の実施例１、２に共通する、または類似する部分には、本発明の実施例１、２にわたって同じ符号を付してある。
【００１１】
まず、本発明の実施例１、２に共通する、または類似する部分を、図１〜図５を参照して説明する。
本発明の車両用冷却装置１は、多機能クーリングモジュールであり、該クーリングモジュールは単一の放熱器２とエアコンコンデンサ５を有する。単一の放熱器２は、エンジン冷却系１１の冷却部３とエンジン冷却系１１より低温に維持される第２の冷却系１８の冷却部４を有する。単一の放熱器２のコア部分（放熱チューブが配置されている部分）は、車両前後方向と直交する面内において、複数の領域に区画され、該複数の領域のうちの一部の領域がエンジン冷却系１１の冷却部３とされ、他の領域が第２の冷却系１８の冷却部４とされている。単一の放熱器２であるが、エンジンと第２の冷却系１１の両方を冷却するので、多機能放熱器となっている。エアコンコンデンサ５は、単一の放熱器２の車両前後方向前方に配置されている。エアコンコンデンサ５は、放熱器２のコア部分において、単一の放熱器２に密着させて配置されていてもよいし、あるいは単一の放熱器２から離して配置されていてもよい。
【００１２】
本発明では、エアコンコンデンサ５の前方には、放熱器２は配置されていない。図７の従来エアコンコンデンサ５の前方に配置されていた第２の冷却系の冷却部は、本発明ではエアコンコンデンサ５の後方に移されてエンジン冷却系の冷却部と一体とされて、単一の放熱器２を構成している。
電動ファン８が単一の放熱器２の車両前後方向後方に配置されており、冷却風（走行風）を吸引し、後方へと流す。図示例では、電動ファン８が２台設けられ、放熱器２のケーシングの２つの穴に装着されており、前方からの車両走行風を吸引し２つの穴を通して後方へと流出する。
【００１３】
エアコンコンデンサ５は、凝縮部６と過冷却部（サブクール部ともいう）７を有する。凝縮部６は気化冷媒を冷却して液冷媒に変えていく。凝縮部６を出たところで気液分離器２２にて、気体と液体が分離される。過冷却部７は、液冷媒をさらに冷やしてエアコンエバポレータ（蒸発器）に送る。サブクール型コンデンサでは、気液分離器２２にて一度気液分離した液冷媒を過冷却部７でさらに冷やすことで、液冷媒自体のエネルギー（エンタルピ）を増大させ、冷房性能の高効率化をはかっている。エアコンコンデンサ５では、凝縮部６と過冷却部７の領域が上下に分かれており、液冷媒が流れる過冷却部７が、気化冷媒と液冷媒が流れる凝縮部６の下側に位置する。エアコンコンデンサ５は複数の放熱チューブ５ａを有し、放熱チューブ５ａは左右方向にほぼ水平に延びている。凝縮部６と過冷却部７において、冷媒は左右方向（ほぼ水平方向）に流れる。
【００１４】
単一の放熱器２は、エンジン冷却系１１の冷却部３と、第２の冷却系１８の冷却部４を有し、多機能放熱器を形成している。
エンジン冷却系１１には冷却水が流れ、第２の冷却系１８にも冷却水が流れる。エンジン冷却系１１の冷却水の許容温度と第２の冷却系１８の冷却水の許容温度が異なり、第２の冷却系１８の冷却水の許容温度はエンジン冷却系１１の冷却水の許容温度より低い。
【００１５】
エンジン冷却系１１の冷却水の許容温度は約１０８℃であり、第２の冷却系１８がハイブリッド車のハイブリッド系である場合、第２の冷却系１８の冷却水の許容温度は約６５℃である。
【００１６】
第２の冷却系１８は、たとえば、ハイブリッド車のハイブリッド系であってもよい。ただし、第２の冷却系１８はハイブリッド車のハイブリッド系に限るものではなく、車両電子部品用冷却系（車両電子部品用冷却系の場合は、ハイブリッド車でなくてもよい）であってもよい。
図５は、ハイブリッド車における、エンジン冷却系１１と、第２の冷却系１８がハイブリッド系である場合の、ハイブリッド系１８を示している。エンジン冷却系１１は、シリンダーブロック１２内ウォータジャケットと、シリンダーヘッド１３内ウォータジャケットと、ラジエータ冷却部３とエンジン間の冷却水流路１４と、ラジエータ冷却部３をバイパスするバイパス流路１５と、エンジンへの冷却水入口に設けられたウォーターポンプ１６と、流路１４と流路１５とに流れる冷却水の流量の割合を変えるサーモスタット１７とを有する。第２の冷却系１８は、電動ウォーターポンプ１９と、コンバーター付インバータ２０と、フロントモータージェネレータ２１とを有する。
【００１７】
単一の放熱器２において、エアコンコンデンサ５の凝縮部６を通過した冷却風（走行風）が第２の冷却系１８の冷却部４に当たることが抑制されるように、第２の冷却系１８の冷却部４とエアコンコンデンサ５との位置関係が配置されている。これは、エアコンコンデンサ５の凝縮部６を通過した冷却風は、温度が昇温しており（大気温３５℃の時に、約５５℃に昇温する）、その昇温した冷却風があたると十分な気水温度差を確保できなくなるので、許容温度が低い（ハイブリッド系の冷却水許容温度は約６５℃）第２の冷却系１８の冷却部４に当たるのを抑制するためである。
ただし、エンジン系冷却系の冷却水の許容温度は１０８℃と高いので、エアコンコンデンサ５の凝縮部６を通過した冷却風が、エンジン系冷却系の冷却部３に当たっても、十分な気水温度差（１０８℃−５５℃＝５３℃）を確保できる。そのため、エアコンコンデンサ５の凝縮部６を通過した冷却風はエンジン系冷却系の冷却部３に当たってもよい。エアコンコンデンサ５の過冷却部７を通過した冷却風は、図４に示すように、その温度がエアコンコンデンサ５の凝縮部６を通過した冷却風の温度に比べて８℃〜１２℃低く、ラジエータ部位で気水温度差を確保できるので、エアコンコンデンサ５の過冷却部７を通過した走行風が、第２の冷却系１８の冷却部４に当たるようにする。
【００１８】
上記条件を達成することが容易となるように、単一の放熱器２において、エンジン冷却系１１の冷却部３と、第２の冷却系１８の冷却部４とは、互いに上下方向に区画されている。これは、車両前後方向に後方に向かって見た場合に、単一の放熱器２における冷却部３と冷却部４の区画を、エアコンコンデンサ５のおける凝縮部６と過冷却部７の区画に、容易に対応させることができるようにするためである。第２の冷却系１８の冷却部４の方がエンジン冷却系１１の冷却部３より下側に位置する。これは、冷却風の流れ方向に見た場合に、第２の冷却系１８の冷却部４をエアコンコンデンサ５の過冷却部７（の後方）に対応させるためである。
冷却部３の領域と冷却部４の領域とを上下に区画することを可能にするために、単一の放熱器２は、上下方向に延びる左右のタンク２ａ、２ｂと、左右のタンク２ａ、２ｂにわたって横方向（ほぼ水平方向）に延びる複数のラジエータチューブ２ｃを有する。各タンク２ａ、２ｂ内は仕切２ｄによって上下に区画されており、仕切２ｄより上側の部分にエンジン冷却系１１の冷却水が流れ、仕切２ｄより下側の部分に第２の冷却系１８の冷却水が流れる。冷却水はラジエータチューブ２ｃ内を横方向（ほぼ水平方向）に流れる。
【００１９】
つぎに、本発明の実施例１、２の共通の作用、効果を説明する。
本発明では、エアコンコンデンサ５の凝縮部６を通過した冷却風が第２の冷却系１８の冷却部４に当たらないようにエアコンコンデンサ５と第２の冷却系１８の冷却部４との位置関係が設定してあるので、第２の冷却系１８の冷却部４における気水温度差を、図８の構造における気水温度差より大きく確保でき、第２の冷却系１８の冷却性能の向上をはかることができる。
【００２０】
また、本発明では、図７の第２の冷却系の冷却部をコンデンサの前に置いた構造における問題も、解消できる。
すなわち、第２の冷却系１８の冷却部４の位置をコンデンサ５より後方位置に移すとともに、エンジン冷却系１１の冷却部３と区画された単一の放熱器２として形成したので、放熱器の数を２個（エアコンコンデンサを１個の放熱器としてカウントした場合）とすることができ、コストダウンをはかることができる。
また、車両の前方衝突時における、クラッシャブルゾーンを拡大でき、前方衝突時の乗員安全性を向上させることができる。
また、図７の従来構造のようにエアコンコンデンサの前に第２の冷却系の冷却部を配置すると、エアコンコンデンサに流入する冷却風の温度が上昇して第２の冷却系のエアコンプレッサの消費動力を約１０％増加させ実用燃費を約２％悪化させるが、本発明ではエアコンコンデンサ５の前には第２の冷却系１８の冷却部４を配置しないので、上記の約２％の実用燃費の悪化を招かない。
【００２１】
つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を説明する。
本発明の実施例１の車両用冷却装置では、図１〜図５に示すように、エアコンコンデンサ５と単一の放熱器２を、車両前後方向に後方に向かって見た場合、単一の放熱器２のほぼ全域において、オーバラップさせる。そして、エアコンコンデンサ５の過冷却部７の後方に第２の冷却系１８の冷却部４をほぼ位置させる。すなわち、エアコンコンデンサ５の過冷却部７の後方に第２の冷却系１８の冷却部４のほぼ全領域を位置させる。また、エアコンコンデンサ５の凝縮部６の後方に、エンジン冷却系１１の冷却部３をほぼ位置させる。
エアコンコンデンサ５と放熱器２とは、放熱器２のコア部分において、車両前後方向に、互いに密着していてもよいし、あるいは、互いに離れていてもよい。エアコンコンデンサ５と放熱器２とが車両前後方向に互いに離れている場合は、図１に示すように、エアコンコンデンサ５の過冷却部７と第２の冷却系１８の冷却部４との間にわたってダクト９を設け、エアコンコンデンサ５の過冷却部７を通過した風のみが第２の冷却系１８の冷却部４に流入するようにすることが望ましい。
また、エアコンコンデンサ５と放熱器２とが密着していても、密着していなくても、電動ファン８を通過した後の熱風が、エアコンコンデンサ５にまわりこまないように、エアコンコンデンサ５の前に熱風まわりこみ防止ダクト１０を設けることが望ましい。
【００２２】
本発明の実施例１の車両用冷却装置の作用、効果については、エアコンコンデンサ５の過冷却部７の後方に第２の冷却系１８の冷却部４をほぼ位置させたので、エアコンコンデンサ５の過冷却部７を通過した冷却風が第２の冷却系１８の冷却部４に流入する。そして、エアコンコンデンサ５の過冷却部７を通過した冷却風の温度はエアコンコンデンサ５の凝縮部６を通過した冷却風の温度より低く（８℃〜１２℃低い）、第２の冷却系１８の冷却部４における気水温度差を（図８の構造におけるより大きく）確保でき、第２の冷却系１８の冷却性能の向上をはかることができる。
【００２３】
本発明の実施例２の車両用冷却装置では、エアコンコンデンサ５と単一の放熱器２を、車両前後方向後方に向かって見た場合に、単一の放熱器２のほぼエンジン冷却系冷却部３のみとほぼオーバラップさせてある。車両側面視では、図６に示すように、エアコンコンデンサ５と第２の冷却系１８の冷却部４の位置を上下方向に互いにずらし、エアコンコンデンサ５の下端を第２の冷却系１８の冷却部４の上端位置かそれより上方に位置させ、第２の冷却系１８の冷却部４の前方には過冷却部７も含んでエアコンコンデンサ５がほぼ位置しないようにする。走行風がエアコンコンデンサ５を通過せずに直接第２の冷却系１８の冷却部４に流入するようにしてある。
【００２４】
本発明の実施例２の車両用冷却装置の作用、効果については、エアコンコンデンサ５と第２の冷却系１８の冷却部４の位置を上下方向に互いにずらしたので、第２の冷却系１８の冷却部４には、エアコンコンデンサ５を通過していない、したがってエアコンコンデンサ５で昇温されていない、走行風が流れる。そのため、第２の冷却系１８の冷却部４における気水温度差が、図８の構造における気水温度差より大きく確保でき、図８の構造にくらべて第２の冷却系１８の冷却性能の向上をはかることができる。
本発明は、車両用冷却装置に利用でき、たとえばハイブリッド車のエンジン冷却系とハイブリッド系の冷却に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１の車両用冷却装置の側面図である。
【図２】本発明の実施例１の車両用冷却装置の、車両前後方向後方から見た背面図である。
【図３】本発明の実施例１の車両用冷却装置の、車両前後方向前方から見た（エアコンコンデンサの、正面図である。
【図４】コンデンサ後方気温とコンデンサの冷媒流れ方向位置との関係を示すグラフである。
【図５】ハイブリッド車におけるエンジン冷却系とハイブリッド系の冷却系系統図である。
【図６】本発明の実施例２の車両用冷却装置の側面図である。
【図７】従来のハイブリッド車用冷却装置の側面図である。
【図８】従来のもう一例のハイブリッド車用冷却装置の側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  車両用冷却装置
２  放熱器
２ａ、２ｄ  左右のタンク
２ｃ  放熱器チューブ
２ｄ  タンク内の仕切
３  エンジン冷却系１１の冷却部
４  第２の冷却系１８の冷却部
５  エアコンコンデンサ（凝縮器）
５ａ  放熱チューブ
６  凝縮部
７  過冷却部
８  電動ファン
９  ダクト
１０  熱風まわり防止ダクト
１１  エンジン冷却系
１２  シリンダブロック
１３  シリンダヘッド
１４  流路
１５  バイパス流路
１６  ウォータポンプ
１７  サーモスタット
１８  第２の冷却系
１９  電動ウォータポンプ
２０  コンバーター付インバーター
２１  フロントモータージェネレータ
２２  気液分離器
【図１】
2005035476.tif 000003
【図２】
2005035476.tif 000004
【図３】
2005035476.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005035476.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005035476.tif 000009
【図８】
2005035476.tif 000010